Präbiotika sind definiert als „Substrate, die von Wirtsmikroorganismen selektiv genutzt werden und einen gesundheitlichen Nutzen bringen“, wie vom ISAPP-Konsensusgremium im Jahr 2017 aktualisiert. Die ursprüngliche Gibson-Roberfroid-Definition erforderte eine selektive Fermentation im Dickdarm, eine Stimulierung des Wachstums von Bifidobacterium und Lactobacillus sowie eine Resistenz gegen Magensäure und enzymatische Verdauung. Die aktualisierte Definition erweitert den Anwendungsbereich um Nicht-Kohlenhydrat-Substanzen und extraintestinale Ziele. Akzeptierte Präbiotika sind Inulin, Fructooligosaccharide (FOS), Galactooligosaccharide (GOS), Lactulose und resistente Stärke.
Inulin und FOS sind Oligo- und Polysaccharide auf Fruktosebasis, die natürlicherweise in Zichorienwurzeln, Topinambur, Zwiebeln, Knoblauch und Bananen vorkommen. Sie widerstehen der Verdauung im Dünndarm und werden im Dickdarm von Bifidobacterium und anderen saccharolytischen Bakterien fermentiert. GOS, die durch β-Galaktosidase-Transgalaktosylierung aus Laktose hergestellt werden, werden Säuglingsanfangsnahrung zugesetzt, um die bifidogenen Wirkungen menschlicher Milch-Oligosaccharide (HMOs) nachzuahmen. Resistente Stärke entgeht der Dünndarmverdauung und durchläuft eine Kolonfermentation, wodurch ein ausgeprägtes SCFA-Profil mit hohen Butyratanteilen entsteht, was sich positiv auf die Gesundheit der Kolonozyten auswirkt.
Synbiotika sind Formulierungen, die ein Probiotikum und ein Präbiotikum kombinieren und darauf abzielen, das Überleben und die Besiedlung des Probiotikums zu verbessern und gleichzeitig dessen Wachstum selektiv zu stimulieren. Synbiotische Produkte können komplementär sein (unabhängige Probiotika und Präbiotika werden für unabhängige vorteilhafte Wirkungen ausgewählt) oder synergistisch (Präbiotika speziell ausgewählt, um den probiotischen Zielstamm zu verstärken). Beispiele hierfür sind L. rhamnosus GG mit Inulin oder B. lactis BB-12 mit FOS. Es gibt Hinweise darauf, dass der Einsatz von Synbiotika zur Reduzierung postoperativer Infektionen, zur Verbesserung der IBS-Symptome und zur Verbesserung der Mineralstoffaufnahme beiträgt.
Zu den gesundheitlichen Auswirkungen von Präbiotika und Synbiotika gehören eine verbesserte Kalzium- und Magnesiumabsorption (Fruktane vom Inulin-Typ), eine Modulation der Immunfunktion, ein verringertes Risiko für Darmkrebs (Butyrat-vermittelt), verbesserte Blutfettprofile sowie eine verbesserte Sättigung und Gewichtskontrolle. Der Präbiotika-Index quantifiziert die Fähigkeit eines Substrats, nützliche Bakterien gegenüber potenziell schädlichen zu stimulieren. Zu den Analysemethoden für Präbiotika gehören HPLC-RI für FOS und GOS, Enzymkits für Inulin und die AOAC-Methode für Ballaststoffe. Der regulatorische Status variiert: FOS und Inulin gelten in den USA allgemein als sicher (GRAS) und haben in einigen Gerichtsbarkeiten zugelassene gesundheitsbezogene Angaben. Präbiotika stimulieren selektiv Probiotika und nützliche Darmbakterien. Übliche präbiotische Ballaststoffe werden als Kohlenhydrate klassifiziert. Synbiotische Produkte kombinieren Präbiotika mit Starterkulturen oder Probiotika.
